导 读 文/ 黄菊锋 整理/华南智能制造
Feuerbach工厂和Reutlingen工厂作为博世集团“传统”与“新”工厂的代表，它们分别是如何来推动工业4.0呢？
博世集团是全球第一大汽车技术供应商、德国百年名企。博世以其创新尖端的产品及系统解决方案闻名于世，业务范围涵盖了汽油系统、柴油系统、汽车底盘控制系统、汽车电子驱动、起动机与发电机、电动工具、家用电器、传动与控制技术、热力技术和安防系统等。
博世公司为何如此强大？来看看博世如何通过研发和技术来驱动创新、未来，改变出行以及成为全世界可靠的信任伙伴的~
（视频由e-works翻译整理）
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Source：Bosch
在全球，博世有超过250家工厂，参观的Feuerbach工厂是博世最古老的工厂之一，有一百多年的历史；Reutlingen工厂是领先的汽车电子芯片生产工厂，于2009年建成。
▲博世Reutlingen工厂外景
Feuerbach工厂和Reutlingen工厂作为博世集团“传统”与“新”工厂的代表，它们分别是如何来推动工业4.0呢？带着疑问往下看吧~
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Feuerbach工厂数字化全面应用
全面掌控制造过程
博世Feuerbach工厂是全球最大的单体生产工厂，一万多名员工在此进行柴油机共轨系统零部件生产及总装、汽油机系统零部件生产、非标自动化设备生产等工作。
▲部分考察团成员 在博世Feuerbach工厂合影
在Feuerbach工厂，参观了高压共轨油泵CP4的生产车间和装配车间，包括CP4壳体的5条自动化生产线和装配线，体验了数字化技术在其设备在线监测和预测性维护、能源监测和节能、智能物料超市、生产数据可视化、安全的协作机器人等方面的应用。
设备在线监测和预测性维修
为了对CP4壳体生产线加工机床主轴的生产状况进行有效的监测，实现主轴的预测性维护，博世对机床设备实施了数字化管理，在每一个主轴上安装了4个传感器，采集主轴运行的参数，对机床运行状态和效率进行实时监控，并基于大数据分析进行机床故障诊断，包括机床是否在加工、主轴是否有异常，主轴是否需要更换等等。
据介绍，博世以前对机床的主轴采取的是预防性维修方式，3个月定期更换一次，现在通过加上传感器，大大提高了主轴的使用寿命，减少了机床停机时间，降低了备品备件数量。博世主轴库存减少了25%，生产效率提升了5%。另外，在Feuerbach工厂还可以实时监测到捷克油泵工厂的生产情况。
能源监测和节能
在能源监测方面，博世通过自动化采集能耗监测点的能耗和运行数据，实现了对全厂能耗的统一管理和监控。接待员介绍，基于能源监测系统，博世可以全方位查看每一个点的能耗情况，包括每一台设备、每一个工位，每一天的能耗。
可以通过对一段时间的能耗大数据分析，获取每一个部位在某一个时间段的能耗特征和参考值，当某个能源点出现异常增高时，说明该能耗点所对应的设备出现了问题，即进行相应的诊断和排查；可以对同一产品在不同产线上加工时能源使用情况的分析与对比，寻找生产环节中的节能潜力，实现产线能耗优化；可以实时计算每个能源点的价格，将能耗降低指标折算到每一台设备，进而完成年度节能目标。
博世强调，对员工进行培训，提高员工的节能意识、培养良好的工作习惯是降低能耗的有效手段。
智能物料超市
在装配车间，展示了智能物料超市的应用，基于RFID技术，其能够自动识别超市料架上的商品型号、数量等信息，并能通过操作台上显示器显示的红、绿不同颜色，帮助工人准确的将物料放到正确的位置，一旦出现错误还可以给予提示和预警，大大提高了工人工作效率，确保了线边物料的高效和准确。
▲博世Feuerbach工厂智能物料超市
生产数据可视化
Feuerbach工厂还通过ActiveCockpit实现了生产数据可视化的应用。ActiveCockpit是博世力士乐开发的一套生产管理系统，它将生产过程数据及信息，包括生产计划、质量数据管理等信息，实时处理并显示，包括自动生成报表，自定义生产数据汇总视图等。
▲博世通过ActiveCockpit 实现生产数据可视化
相比传统的手动调取生产数据、打印出来并粘贴在看板上，这种方式更快捷、更清晰，另外实时的数据可以让企业即时优化生产流程，使生产管理变得更高效。
此外，在检测生产线，工人通过佩戴集成多功能扫描仪的工作手套（支持1D/2D条形码、RFID等数据的读取）完成重要的检测工序。通过这种手套代替传统的枪式扫描仪，改善了检测人员的工作环境，极大释放了工人的双手，发挥了人的能动性。
协作机器人APAS
最后，还参观了位于此地的博世工业4.0实验室，接待员详细讲解了协作机器人APAS（自动化生产辅助系统）。APAS是在FANUC机器人基础上增加了一件黑色的“衣服”，这个外衣是触觉检测装置，当触碰到人时能够自动停止。另外，APAS有一个电子围栏，当人靠近时，机器臂会自动减速度甚至停止运作，而当人离开时又立刻自动恢复高速运作，确保安全协作。
▲APAS自动化生产辅助系统
在工业4.0实验室，还展示了人机交流以及通过AR技术辅助设备人员进行设备维修的应用场景。在人机交互方面，机床加工数据和状态等可直接通过投影仪，映射到工作台的玻璃面板(贴有一层特殊薄膜)上，形成触摸式的人机交互图形界面，工人可以直接进行操作，实现人与流水线的信息交流。
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Reutling工厂强调以人为本
打造自动化少人工厂
博世Reutlingen工厂是领先的汽车电子芯片生产工厂，主要生产ECU控制器芯片、加速度、转速、质量流量、压力和环境温度传感器等芯片，同时它也是传感器的领先生产商。目前该厂日均生产1500万枚芯片和4500万件机电一体化产品。值得一提的是，博世在芯片制造方面拥有超过1000项专利。
▲部分考察团员在 博世罗伊特林根工厂合影
在Reutlingen工厂，IT和自动化部门经理Peter Buseck首先详细介绍了Bosch的工业4.0理念和工业发展路径。博世定义工业4.0的7大特征包括：
1、快速集成和灵活配置；
2、开放标准；
3、以人为核心；
4、实时的虚拟镜像；
5、数字化的产品周期管理；
6、安全的价值创造网络；
7、分布式智能。
Peter Buseck强调人才是工业4.0体系中最重要的因素。
Peter进一步指出，在推进工业4.0的进程中，博世既是工业4.0实践的用户，也在自身实践的基础上，提炼出了软硬件相结合的工业4.0解决方案，成为了领先的技术与服务供应商。
▲博世既是工业4.0实践的用户， 也是领先的技术与服务供应商
随后，参观了高度自动化的芯片生产车间。在生产过程中，博世通过精益生产管理、物流系统、MES系统、Run-to-Run闭环生产控制回路以及实时生产调控等技术，实现了高度的生产自动化与数字化。
为了保证不同批次之间产品品质的一致性，Reutlingen工厂采用了Run-to-Run控制技术，主要根据历史批次制程中产品特性的检测数据统计分析结果，对设备参数进行优化调整，目前实现了成熟产品99.9%的良率，新产品95%的良率。未来，还可以根据上一次批次中检测数据统计分析结果，对下一批次生产过程进行自动化改进。
▲Reutlingen工厂内部 （禁止拍照，图片源于网络）
在物流环节，Reutlingen工厂将标准化的承载晶圆片的储藏盒作为一个智能单元，通过空中悬挂小车、自动化立体仓库、agv小车等进行输送与流转。另外，每个储藏盒都有专属的RFID芯片，每经过一个生产环节，读卡器会自动读出相关信息，包括储藏盒所处的工位、已经完成的工序、下一个工序等，并反馈到控制中心进行相应处理。
▲博世Reutlingen工厂芯片生产车间 （禁止拍照，图片源于网络）
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后记
在参观完博世工厂后，从博世两家工厂的实践中，能看到：
● Feuerbach工厂作为一家拥有强大历史积淀的工厂，在智能化升级与改造中，并没有一味追求“高大上”，而是结合精益思想，从细节上优化，工厂已全面覆盖WIFI，并大量了应用RFID、传感器等技术，实现了能耗管理、设备智能维护等；
● Reutlingen工厂则在工艺、物流上追求自动化、高效化的同时，强调人在系统中的重要性。
在推动工业4.0过程中，两家工厂都非常务实、专注，不盲目追求全自动化，并充分结合技术可行性、投入产出比等因素有选择的使用自动化；重视数字化技术的应用；强调以人为本等。这些给我们带来了极大的启发，也希望您能从本文中得到一些感悟或感想，欢迎留言喔~
